III. THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
2.4. Chọn chống sột van
Nhiệm vụ của chống sột van là chống sột đỏnh từ ngoài đường dõy trờn khụng truyền vào trạm biến ỏp và trạm phõn phối. Chống sột van được làm bằng điện trở phi tuyến. Với cấp điện ỏp định mức của lưới điện, điện trở của chống sột van cú cú trị số vụ cựng lớn khụng cho dũng điện đi qua, khi cú điện ỏp sột điện trở giảm tới 0, chống sột van thỏo dũng xuống đất.
Ở cỏc trạm phõn phối trung ỏp chống sột van cú thể đặt tại một trong hai vị trớ sau:
Vị trớ đặt chống sột van
Udmcsv ≥ Udm LD
Dựa vào thụng số tớnh toỏn chỳng tụi chọn chống sột van do Siemens chế tạo tra trong bảng 8.2 trang 381 - [4]
Loại Ulưúi kV Ulv max kV Idm kA vật liệu làm vỏ
3EE1 36 42 1 Sứ
2.5. Chọn Aptụmỏt tổng hạ ỏp
Áptụmỏt là thiết bị đúng cắt hạ ỏp, cú chức năng bảo vệ quỏ tải và ngắn mạch. Áp tụ mỏt cú ưu điểm là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn, đúng cắt đồng thời ba pha và khả năng tự động húa cao.
Áptụmỏt kiểm tra theo 3 điều kiện UdmA≥Udm LD IdmA≥Itt IcdmA≥IN Trong đú: Itt = 3. tt dmluoi S U = 670 3.0, 4=967 A
Từ cỏc thụng số trờn chọn Aptụmỏt kiểu AB do Liờn Xụ chế tạo được tra trong bảng 3.52 trang 187 - [ 4]
Kiểu Udm(V) Idm(A) INmax(kA) Thời gian cắt(s)
AB-10 600 1000 42 0,06
Áptụmỏt kiểm tra theo
UdmA =600 V >Udm LD= 400 V IdmA= 1000 A > Itt= 967 A IcdmA= 42 kA > IN= 960,35 A
Cỏc điều kiện chọn ỏptụmỏt thoả điều kiện kiểm tra. Vậy aptụmỏt đó chọn đảm bảo điều kiện kĩ thuật.
2.6. Chọn cỏp từ BA đến tủ phõn phối
Cỏp là loại dõy dẫn đặc biệt. Người ta chế tạo cỏp 1 lừi, 2 lừi, 3 lừi, 4 lừi. Lừi cú thể làm bằng đồng hoặc bằng nhụm. Cú ba phương phỏp chọn tiết diện của cỏp:
+ Chọn tiết diện của cỏp theo mật độ kinh tế của dũng điện Jkt + Chọn tiết diện theo tổn thất điện ỏp cho phộp ∆Ucp
+ Chọn tiết diện theo dũng điện phỏt núng cho phộp
Trong đồ ỏn này cỏp được chọn theo dũng phỏt núng cho phộp Ta cú: Itt= 3. tt dm S U = 670 3.0, 4=967 A
Chọn cỏp XLPE cú F= 3. 240, điện ỏp 600/1000V do DELTA chế tạo Icp=654 A ( tra bảng 4.30 trang 254 - [4]
Kiểm tra điều kiện chọn cỏp - Theo dũng tớnh toỏn
K1.k2.Icp≥ Itt
Trong đú: k1 là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, ứng với mụi trường đặt cỏp; k2 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến số lượng dõy hoặc cỏp định đi chung một rónh
Với k2= 1,11; k1=1 ta cú
K1.k2.Icp= 1.1,11.( 654 .3 ) = 2177 A ≥ Itt= 967 A - Điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ là aptụmỏt
K1.k2.Icp ≥ 1, 25. 1,5 1,5 kdnhA dmA I I = K1.k2.Icp ≥ 1, 25. 1,5 1,5 kdnhA dmA I I = =1, 25.1000 1,5 =833,33< 2177 A
- Điều kiện ổn định nhiệt của tiết diện cỏp F≥ α.IN. t
bằng thời gian cắt ngắn mạch: t= 0,5 s
F≥ α.IN. t = 6.0,96. 0,5= 4,07 < 240 mm2
2.7. Chọn thanh cỏi hạ ỏp
Thanh gúp cũn được gọi là thanh cỏi hay thanh dẫn. Thanh gúp được dựng trong cỏc tủ phõn phối, tủ động lực hạ ỏp, trong cỏc tủ mỏy cắt, cỏc trạm phõn phối trong nhà, ngoài trời cao ỏp. Thanh gúp cú nhiều kiểu dỏng và chủng loại cú thể làm bằng đồng hoặc nhụm. Cú hỡnh dạng là chữ nhật, hỡnh mỏng, hỡnh ống.
Thanh gúp được chọn theo dũng phỏt núng cho phộp hoặc theo mật độ kinh tế của dũng điện và được kiểm tra theo điều kiện ổn định động, ổn định nhiệt dũng ngắn mạch.
Kiểm tra thanh gúp
Dũng điện tớnh toỏn lớn nhất qua thanh cỏi là dũng định mức của mỏy biến ỏp
Icb = Idm BA= 750
3. 3.0, 4 dmBA dmBA S U = =1082,5 A Trị số dũng ngắn mạch là: IN= 960,35 A
Trị số dũng điện xung kớch: ixk= 2444,65 A = 2,445
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Dũng điện phỏt núng lõu dài cho phộp, (A) K1.k2.Icp≥Icb
Khả năng ổn định động ,(kG/cm2) бcp≥бtt
Khả năng ổn định nhiệt, (mm2) F≥α.I∞. tqd
Trong đú.
K1=1 với thanh gúp đặt đứng, K1=0,95 với thanh gúp đặt ngang.
K2 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ mụi trường бcp là ứng suất cho phộp của vật liệu làm thanh gúp
бtt là ứng suất tớnh toỏn, xuất hiện trong thanh gúp do tỏc động của lực điện động dũng ngắn mạch;
бtt=
W
M
, kG/ cm2
M – mụmen uốn tớnh toỏn:
M= . 10 tt F l , kG.m Ftt là lực tớnh toỏn do tỏc động của dũng ngắn mạch Ftt=1,76.10-2. l .ixk a , kG
l là khoảng cỏch giữa cỏc sứ của một pha, cm; a là khoảng cỏch giữa cỏc pha;
W mụmen chống uốn của cỏc loại thanh dẫn, kG.m
Dự định đặt ba thanh gúp ba pha bằng đồng tiết diện hỡnh chữ nhậtM100ì10 tra trong bảng 7.2 trang 362- [4] cú Icp= 2310 A, đặt cỏch nhau 25cm, mỗi thanh đặt trờn hai sứ khung cỏch nhau 70 cm
Ftt=1,67.10-2. l .ixk
a = 1,67.10-2. 70
25. 2,445 = 0,114 kG Mụ men uốn tớnh toỏn
M= . 10 tt F l M=0,114.70 10 = 0,798 kG.cm
Mụ men chống uốn của thanh đồng 100ì10 đặt đứng: W= . 2
6
b h
Trong đú: h là chiều cao của thanh đồng, cm; b là bề dày của thanh, cm
W= 10.12
6 = 1,67 cm3
Ứng suất tớnh toỏn xuất hiện trong thanh gúp do tỏc dụng của lực điện động dũng ngắn mạch:
бtt=WM = 0,7981,67 =0,478 kg/cm2
Với α=6, và tqd=tc=0,5s ta cú bảng kiểm tra kết quả:
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Dũng điện phỏt núng lõu dài cho phộp, (A) K1.k2.Icp= 1.1.2310>Icb=1082,5
Khả năng ổn định động ,(kG/cm2) бcp=1400>бtt=0,478
Khả năng ổn định nhiệt, (mm2) F=100.10= 1000>6.0,96. 0,5
=4,072 Vậy thanh cỏi đồng M 100 ì10 đó chọn thoả yờu cầu kĩ thuật. Bảng số liệu thanh cỏi trong tủ hạ thế tổng
Kớch thước mm
Tiết diện của thanh ( mm2)
Khối lượng Kg/m
Icp mỗi pha một thanh (A)
100 ì 10 1000 7,12 2310
2.8. Chọn chống sột van hạ thế
Điều kiện chọn chống sột van hạ ỏp trong tủ phõn phối UdmCSV≥ UdmLD
Chọn chống sột van do SIEMENS chế tạo tra trong bảng 8.2 trang 380- [4] cú cỏc thụng số sau:
Loại Umax LD kV Umax LV kV Iphúng dm kA Vật liệu vỏ
3EA1 1 1 5 Nhựa
2.9. Tớnh chọn mỏy biến dũng
Chức năng của mỏy biến dũng là biến đổi dũng điện sơ cấp cú trị số bất kỡ xuống 5 A (đụi khi là 1A hoặc 10), nhằm cấp nguồn dũng cho cỏc mạch đo lường, bảo vệ, tớn hiệu, điều khiển…
Riờng biến dũng hạ ỏp chỉ làm nhiệm vụ cấp nguồn dựng cho đo đếm. Ký hiệu mỏy biến dũng là TI hoặc BI.
Icb = Idm BA= 750 3. 3.0, 4 dmBA dmBA S U = =1082,5 A
Phụ tải thứ cấp của BI bao gồm:
+ Một cụng tơ ba pha vụ cụng 380/220 – 5A, CCX= 1 + Một cụng tơ ba pha hữu cụng 380/220 – 5A, CCX= 1 + 3 ampe một xoay chiều 0ữ2000, CCX= 1
+ Một vụn kế xoay chiều 0ữ500 V
Căn cứ vào trị số dũng Icb = Itt tra bảng 8.6 trang 385 - [4] chọn BI do cụng ty đo điện Hà Nội chế tạo cú số liệu sau:
Loại Dũng sơ cấp A Dũng thứ cấp A Số vũng dõy sơ cấp Dung lượng VA Cấp chớnh xỏc Trọng lượng kg BD24 1500 5 1 30 0,5 2,85
CHƯƠNG 4
TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SẫT
Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải và phõn phối điện năng đến cỏc hộ dựng điện. Do vậy nờn đặc điểm quan trọng của nú là phõn bố trờn diện rộng và thường xuyờn cú người làm việc với cỏc thiết bị dựng điện. Cỏch điện của cỏc thiết bị điện bị chọc thủng, người vận hành khụng tuõn theo cỏc quy tăc an toàn… là những nguyờn nhõn chớnh dẫn đến tai nạn điện giật. Sột đỏnh trực tiếp hoặc giỏn tiếp vào cỏc thiết bị điện khụng những làm hư hỏng cỏc thiết bị điện mà cũn gõy nguy hiểm cho người vận hành. Do đú trong hệ thống cung cấp điện nhất thiết phải cú cỏc biện phỏp an toàn chống điện giật và chống sột. Một trong cỏc biện phỏp an toàn cú hiệu quả và tương đối đơn giản là thực hiện nối đất cho thiết bị điện và cỏc thiết bị chống sột.
1. Thiết bị chống sột đỏnh trực tiếp
Hệ thống thiết bị chống sột cơ bản bao gồm: một bộ phận thu đún và bắt sột trong khụng trung, được nối đến một dõy dẫn đưa xuống một hệ thống tiếp địa an toàn nằm sõu trong đất.
Vai trũ của một bộ phận đún và bắt sột nằm trong khụng trung rấ quan trọng và sẽ trở thành điểm đỏnh thớch ứng nhất của sột. Dõy dẫn nối từ bộ phận đún và bắt sột cú nhiệm vụ đưa dũng sột xuống hệ thống tiếp địa một cỏch nhanh nhất và an toàn để hệ thống tiếp địa cú thể kịp thời phõn tỏn nhanh luồng sột vào trong đất.
2. Trang bị nối đất
Trang bị nối đất bao gồm cỏc điện cực và dõy dẫn nối đất. Cỏc điện cực nối đất bao gồm: điện cực thẳng đứng đúng sõu vào đất và điện cực ngang đựơc chụn ngầm ở một độ sõu nhất định. Cỏc dõy nối đất dựng để nối liền cỏc bộ phận được nối với đất với cỏc điện cực nối đất.
Khi cú trang bị nối đất, dũng điện ngắn mạch xuất hiện, do cỏch điện của cỏc thiết bị điện với vỏ bị hư hỏng, sẽ chạy qua vỏ thiết bị qua dõy dẫn xuống đất qua cỏc điện cực khuếch tỏn vào trong đất.
Cú hai cỏch thực hiện nối đất: đú là nối đất tự nhiờn và nối đất nhõn tạo. Nối đất tự nhiờn là sử dụng cỏc ống dẫn nứơc hay ống bằng kim loại khỏc đặt trong đất trừ cỏc ống dẫn nhiờn liệu lỏng và khớ dễ chỏy, cỏc kết cấu kim loại của cụng trỡnh nhà cửa cú nối đất, cỏc bỏ bọc kim loại của cỏp đặt trong đất… làm trang bị nối đất. Nối đất nhõn tạo thường được thực hiện bằng cỏc cọc thộp, thanh thộp dẹt hỡnh chữ nhật hay hỡnh thộp gúc dài từ 2ữ3m đúng sõu xuống đất sao cho đầu trờn của chỳng cỏch mặt đất khoảng 0,5ữ0,7m. Dõy nối đất cần cú tiết diện thoả món độ bền cơ khớ và ổn định nhiệt, chịu được dũng điện cho phộp lõu dài.
Điện trở nối đất nhõn tạo gồm hệ thống cọc thẳng đứng và cỏc thanh đặt nằm ngang và được xỏc định theo cụng thức sau:
RNT= d. ng
d ng
R R
R +R Ω (4-1)
Trong đú:
Rd - điện trở tớnh toỏn cho cỏc cọc tiếp địa chụn thẳng đứng, Ω Rng - điện trở tớnh toỏn của cỏc thanh tiếp địa nằm ngang, Ω
Điện trở nối đất cho phộp của hệ thống theo quy phạm trang bị điện là RCP= 4 Ω
Căn cứ vào thiết kế mẫu của Cụng ty cổ phần xõy lắp lưới điện Hải Dương đó được ỏp dụng trờn thực tế, chọn cọc tiếp địa là L63::24Ẳ24::6; dài 2,5m; chụn sõu 0,7 m và được hàn với nhau bằng cỏc thanh nối ngang L40ì4( cỏc thanh nối ngang chụn sõu dưới đất cỏch mặt đất 0,8m) tạo thành mạch kớn, sau đú nối với dõy nối đất.
RC= . ax 2 1 4 . lg .lg 2.3,14. 2 4 m k l t l l d t l ρ + ữ + − , Ω (4-2) Trong đú:
ρ là điện trở suất của đất, theo nghiờn cứu của viện năng lượng ρ= 104 , Ωcm
kmax: hệ số mựa, với cọc tiếp địa thẳng đứng về mựa mưa kmax=1,5
d: đường kớnh ngoài đẳng trị của cọc, m. Đối với thộp gúc cú bề rộng của cạnh là b, đường kớnh ngoài đẳng trị đựơc tớnh:
d = 0,95.b , m (4-3) l: chiều dài của cọc, l= 2,5 m
t: độ sõu chụn cọc, tớnh từ mặt đất đến điểm giữa của cọc, m. Số lượng của cọc nối đất được xỏc định sơ bộ theo lý thuyết là:
NLT= C CP R R , cọc (4-4) NLT= NT C N η , cọc (4-5) ηC: hệ số sử dụng cọc, trang bảng 8.3 trang 231-[5]